蓋世汽車訊 偏振，即光振動(dòng)的方向，可以提供許多與之相互作用的物體的信息，從大氣中的氣凝膠到磁場(chǎng)。但是，由于人眼看不見(jiàn)光的此種性質(zhì)，一直以來(lái)，研究人員和工程師都依靠特制且昂貴笨重的攝像頭來(lái)捕捉偏振光。但是現(xiàn)在，情況不一樣了。

據(jù)外媒報(bào)道，哈佛大學(xué)約翰保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences，SEAS）的研究人員研發(fā)了一種超表面附件，可以將任何攝像頭或成像系統(tǒng)，甚至是現(xiàn)有的攝像系統(tǒng)，變成偏振攝像頭。該附件采用亞波長(zhǎng)納米顆粒超表面，根據(jù)其偏振來(lái)引導(dǎo)光線，并在每個(gè)像素上捕捉偏振圖像。

光柵正好安裝在所選物鏡的前面板上，該物鏡管還裝有一個(gè)帶通濾波器和一個(gè)場(chǎng)阻（圖片來(lái)源：哈佛大學(xué)約翰保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院）

SEAS電氣工程系Federico Capasso教授表示：“給攝像頭增加偏振靈敏度可以展示普通攝像頭無(wú)法看到的細(xì)節(jié)和功能，讓人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛汽車、遠(yuǎn)程傳感和機(jī)器視覺(jué)等各種應(yīng)用獲益?！?/p>

2019年，Capasso及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款緊湊型、便攜式攝像頭，采用了一種超表面在單次拍攝中就可實(shí)現(xiàn)圖像偏振。在本次研究中，該團(tuán)隊(duì)探討了如何推廣偏振攝像頭概念。

SEAS系研究生兼該研究的共同作者Noah Rubin表示：“在打造了特制偏振攝像頭之后，我們希望更深入地研究設(shè)計(jì)規(guī)則，權(quán)衡利弊，以讓特殊的偏振組件與傳統(tǒng)的攝像頭系統(tǒng)匹配在一起?！?/p>

為了展示此種設(shè)計(jì)規(guī)則，研究人員將偏振超表面連接到現(xiàn)有的機(jī)器視覺(jué)攝像頭，只需要將其在一個(gè)小物鏡管中旋到物鏡前，該物鏡管還裝有一個(gè)濾波器和視場(chǎng)光闌。因此，研究人員只需要指向并點(diǎn)擊以獲取偏振信息。

此類納米顆?；谄褚龑?dǎo)光線，形成四幅圖像，每幅圖像都顯示偏振的不同方面。然后，此類圖像被放置在一起，給出每個(gè)像素偏振的完整快照。該附件可用于改善車輛的機(jī)器視覺(jué)，或用于安全應(yīng)用的生物識(shí)別傳感器。

SEAS博士后研究員Paul Chevalier表示：“此種超表面附件用途十分廣泛，可應(yīng)用于各種光學(xué)系統(tǒng)中，如房間大小的望遠(yuǎn)鏡、微型間諜攝像頭等，還可擴(kuò)展應(yīng)用于偏振攝像頭?！?/p>

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